Pemex NRF-047 - Diseño, Instalación Y Mantenimiento DE LOS Sistemas DE Protección Catódica 2014 PDF

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Se encuentra en concordancia con las normas NACE SP 0285 Y NACE SP 0169....

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Número de documento NRF-047-PEMEX-2014 30 de agosto de 2014 PÁGINA 1 DE 79

COMITÉ DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS SUBCOMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE PETRÓLEOS MEXICANOS

DISEÑO, INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA “Esta norma cancela y sustituye a la NRF-047-PEMEX-2007” del 04 de septiembre de 2007

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DISEÑO, INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN CATÓDICA

Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios

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HOJA DE APROBACIÓN

Esta Norma de Referencia se aprobó en el Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios en la Sesión Ordinaria Nº 99, celebrada el 29 de mayo de 2014.

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CONTENIDO CAPÍTULO

PÁGINA

0.

INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................................................... 5

1.

OBJETIVO. ................................................................................................................................................. 6

2.

ALCANCE. ................................................................................................................................................. 6

3.

CAMPO DE APLICACIÓN. ........................................................................................................................ 6

4.

ACTUALIZACIÓN. ..................................................................................................................................... 6

5.

REFERENCIAS. ......................................................................................................................................... 7

6.

DEFINICIONES. ......................................................................................................................................... 8

7.

SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS. ............................................................................................................. 10

8.

DESARROLLO. ........................................................................................................................................ 11 8.1 Memoria de cálculo y estudios de campo. ......................................................................................... 12 8.2 Información que debe entregar PEMEX. .......................................................................................12 8.3 Información que debe entregar el Contratista. .............................................................................. 13 8.4 Requerimientos del servicio. ......................................................................................................... 13 8.5

Criterios de aceptación. .................................................................................................................51

9.

RESPONSABILIDADES. ......................................................................................................................... 51

10.

CONCORDACIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES. ............................................. 52

11.

BIBLIOGRAFÍA. ....................................................................................................................................... 52

12.

ANEXOS. .................................................................................................................................................. 53 12.1 Dispositivo terrestre para medir en poste de señalamiento y registro tipo “R” y “RA”. .................... 54 12.2 Poste de señalamiento y registro tipo “R”. ....................................................................................... 55 12.3 Grabado para poste de señalamiento y registro tipo “RA” para ductos terrestres. ..........................55 12.4 Poste de señalamiento y registro tipo “RA”. ..................................................................................... 57 12.5 Acabado y grabados para poste de señalamiento y registro tipo “RA”. ........................................... 58 12.6 Arreglo típico de un sistema de protección catódica a base de ánodos galvánicos. ....................... 59 12.7 Arreglo típico de un sistema terrestre de protección catódica a base de corriente impresa. .......... 61 12.8 Sistema de protección catódica con corriente impresa para proteger dos o más ductos. ...............61 12.9 Vista lateral conexión típica de un ánodo galvánico en elemento estructural costafuera................ 62 12.10 Vista transversal conexión típica de ánodo galvánico a elemento estructural costafuera. ............ 63 12.11 Distribución típica ánodos galvánicos a diferente elevación en subestructuras costafuera. ......... 64 12.12 Distribución típica ánodos galvánicos a diferente elevación en subestructuras costafuera. ......... 65 12.13 Instalación Típica de un ánodo de brazalete tipo molde cilíndrico en un ducto submarino. ..........66 12.14 Instalación típica de un ánodo de brazalete tipo segmentado en un ducto submarino. ................ 67

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12.15 Medición de potencial estructura-electrolito en sistemas de protección catódica terrestres. ........68 12.16 Medición de potencial estructura-electrolito en sistemas de protección catódica costafuera........68 12.17 Requerimiento de planos para un sistema terrestre de protección catódica. ................................69 12.18 Medición del potencial instantáneo de apagado. ...........................................................................73 12.19 Instalación de ánodos galvánicos...................................................................................................75 12.20 Instalación típica de sistema de protección a base de corriente impresa en muelles. ..................76 12.21 Instalación de ánodos en cabezal de pozos...................................................................................77 12.22 Instalación de ánodos galvánicos con sistema retroclamp con masa anódica integrada..............78 12.23 Instalación de ánodos galvánicos tipo barra trapezoidal en lecho marino. ....................................79 12.24 Arreglo típico de un sistema terrestre de protección catódica a base de corriente impresa XXXX con ánodos de poliméro conductivo............................................................................................... 79

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INTRODUCCIÓN.

PEMEX realiza actividades de gran diversidad para cumplir con las principales funciones que legalmente tiene conferidas, siendo destacables aquellas que son necesarias para preservar la integridad de sus instalaciones industriales entre las que por su importancia y por ser estratégicos, tienen la mayor relevancia los sistemas de recolección, distribución y transporte por ductos, enterrados o sumergidos, tanto terrestres, en pantanos y lacustres, así como los marinos; los cuales están expuestos a los efectos de la corrosión externa como consecuencia de un proceso químico o electroquímico, que incide como un deterioro natural e irreversible del metal por efecto del ambiente circundante al sitio donde se ubican. En virtud de lo anterior y con el propósito de prevenir daños en estructuras en general y los ductos en lo particular, que son parte esencialmente primordial de la infraestructura de los sistemas de transporte, se utilizan los sistemas de protección catódica por medio de corriente impresa y/o con ánodos galvánicos, como el método más efectivo para controlar y prevenir la corrosión exterior, empleados en conjunto con sistemas de recubrimientos anticorrosivos, para lo cual se establecen en esta Norma de Referencia (NRF), los requisitos para tales sistemas de protección catódica. En la revisión y actualización de esta NRF participaron PEMEX e instituciones y empresas que se indican a continuación: Petróleos Mexicanos. PEMEX-Refinación. PEMEX-Exploración y Producción. PEMEX-Gas y Petroquímica Básica. PEMEX-Petroquímica. Instituto Mexicano del Petróleo. Instituto Politécnico Nacional. Corporación Mexicana de Investigación en Materiales, S. A. de C. V. Protección Catódica Mexicana, S. A. de C. V. Protección Catódica de México, S. A. de C. V. SAE Inc. Optimus Sistemas Holísticos, S. A. de C. V. ARPASA Protección Catódica, S. A. de C. V. Corrosión y Protección Ingeniería, S. A. Seal for Life Industries.

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GES Consorcio Industrial. Stopaq. 1.

OBJETIVO.

Establecer los requisitos técnicos y documentales, criterios y metodologías que debe cumplir el Contratista en los servicios de diseño, especificación de materiales, instalación y mantenimiento de los sistemas de protección catódica de las estructuras y/o sistemas de ductos enterrados o sumergidos de PEMEX. 2.

ALCANCE.

Esta NRF establece los requisitos que debe cumplir el Contratista para diseño, especificación de materiales, instalación, puesta en operación, pruebas, evaluación, inspección y mantenimiento de los sistemas de protección catódica con ánodos galvánicos o con corriente impresa, para proteger contra la corrosión exterior los sistemas de ductos de acero al carbono para recolección, distribución y transporte de hidrocarburos y sus derivados; así como en ductos con otros servicios, estructuras e instalaciones, tanto terrestres como marinas; costafuera y en ambiente marino como muelles, embarcaderos, monoboyas; entre otros pertenecientes a PEMEX. Esta NRF se debe aplicar para proteger instalaciones nuevas y/o existentes y debido a que no establece los requisitos que se deben aplicar, no se debe utilizar para tanques de almacenamiento. Esta Norma de Referencia NRF-047-PEMEX-2014 cancela y sustituye a la NRF-047-PEMEX-2007. 3.

CAMPO DE APLICACIÓN.

Esta NRF es de aplicación general y observancia obligatoria para la contratación de los servicios de especificación de materiales, instalación, puesta en operación, pruebas, evaluación, inspección y mantenimiento, que se lleven a cabo en los centros de trabajo de PEMEX, por medio de Contratistas que ejecuten trabajos relacionados con el alcance de la misma. Por lo que se debe incluir en los procedimientos de contratación por Licitación Pública, Invitación a cuando menos tres personas o Adjudicación directa; como parte de los requisitos que deben cumplir los Licitantes o Contratista. 4.

ACTUALIZACIÓN.

Esta NRF se debe revisar y en su caso modificar al menos cada 5 años o antes si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan. Las sugerencias para la revisión y actualización de esta NRF, se deben enviar al Secretario Técnico del Subcomité Técnico de Normalización de Petróleos Mexicanos, quien debe programar y realizar la actualización de acuerdo a la procedencia de las mismas y en su caso, inscribirla dentro del Programa Anual de Normalización de Petróleos Mexicanos, a través del Comité de Normalización de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios (CNPMOS).

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Las propuestas y sugerencias de cambio se deben elaborar en el formato CNPMOS-001-A01 de la Guía CNPMOS-001, Revisión 1 y ser dirigidas por escrito al: Subcomité Técnico de Normalización de Petróleos Mexicanos. Avenida Marina Nacional N° 329, Piso 23, Torre Ejecutiva. Colonia Petróleos Mexicanos, C. P. 11311, México D. F. Teléfono directo: (55)1944-9793; Conmutador: (55)1944-2500 extensión: 54781. Correo electrónico: [email protected]. 5.

REFERENCIAS.

5.1

NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones Eléctricas (utilización).

5.2

NOM-007-SECRE-2010 Transporte de Gas Natural.

5.3

NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida.

5.4 NOM-027-SESH-2010 Administración de la integridad de ductos de recolección y transporte de hidrocarburos. 5.5 NOM-029-STPS-2011 Mantenimiento de las instalaciones eléctricas en los centros de trabajoCondiciones de seguridad. 5.6 ISO 13174:2012 Cathodic protection for harbor installations (Protección catódica para las instalaciones portuarias). 5.7 ISO 13623:2009 Petroleum and Natural Gas Industries - Pipeline Transportation Systems Second Edition (Industrias del petróleo y gas natural-Sistemas de ductos de transporte Segunda Edición). 5.8 ISO 15589-1:2003 Petroleum and natural gas industries – Cathodic protection of pipeline transportation systems, Part 1: On-Land pipelines (Industrias del petróleo y gas natural – Protección catódica de sistemas de ductos de transporte, Parte 1: Terrestres). 5.9 ISO 15589-2:2012 Petroleum and natural gas industries – Cathodic protection of pipeline transportation systems, Part 2: Offshore Pipelines (Industrias del petróleo y gas natural – Protección catódica de sistemas de ductos de transporte, Parte 2: Ductos costafuera). 5.10

NRF-013-PEMEX-2009 Diseño de líneas submarinas en el Golfo de México.

5.11

NRF-014-PEMEX-2013 Inspección, evaluación y mantenimiento de ductos marinos.

5.12

NRF-020-PEMEX-2012 Calificación y certificación de Soldadores y Soldadura.

5.13 NRF-026-PEMEX-2008 Protección con recubrimientos anticorrosivos para tuberías enterradas y/o sumergidas. 5.14 NRF-030-PEMEX-2009 Diseño, construcción, inspección y mantenimiento de ductos terrestres para transporte y recolección de hidrocarburos.

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5.15

NRF-048-PEMEX-2014 Diseño de instalaciones eléctricas.

5.16

NRF-070-PEMEX-2011 Sistemas de protección a tierra para instalaciones petroleras.

5.17

NRF-110-PEMEX-2010 Ánodos de magnesio.

5.18

NRF-126-PEMEX-2011 Ánodos de aluminio.

5.19

NRF-177-PEMEX-2007 Sistemas de protección del ducto ascendente en la zona de mareas y oleaje.

5.20

NRF-271-PEMEX-2011 Integración del libro de proyecto para entrega de obras y servicios.

5.21 NRF-295-PEMEX-2013 Sistemas de recubrimientos anticorrosivos para instalaciones superficiales de plataformas marinas de PEMEX-Exploración y Producción. 5.22

NRF-297-PEMEX-2012 Junta aislante tipo monoblock.

6.

DEFINICIONES.

Para los propósitos de esta NRF, se establecen las definiciones siguientes: 6.1

Ánodo: Electrodo positivo de una celda electroquímica donde se produce la reacción de oxidación.

6.2 Ánodo galvánico o de sacrificio: Metal aleado que proporciona protección a otro metal que es menos negativo en la serie electroquímica que éste, cuando ambos están conectados eléctricamente e inmersos en un electrolito común. Este tipo de ánodo es la fuente de electrones en protección catódica. 6.3 Ánodo inerte: Electrodo auxiliar metálico o de grafito que forma parte del circuito de protección catódica, que se conecta a la terminal positiva de una fuente externa de corriente eléctrica directa. Es inerte porque en él se realiza la oxidación generada por el electrolito y por esta razón, su velocidad de corrosión es prácticamente despreciable. 6.4 Caída IR: Tensión generada por una corriente aplicada entre dos puntos de una estructura metálica o gradiente de potencial originado en un electrolito, medido entre un electrodo de referencia y el metal de un ducto o estructura, conforme con la ley de Ohm (V=IR). 6.5 Cátodo: Electrodo de una celda electroquímica, donde la principal reacción que ocurre es la de reducción. 6.6 Corriente de protección: Intensidad de corriente directa, necesaria para obtener los valores de potenciales catódicos de protección de una estructura metálica enterrada o sumergida. 6.7 Corrosión: Deterioro de un material, para esta NRF usualmente un metal, como resultado de una reacción química o electroquímica con su entorno. 6.8 Densidad de corriente: Corriente eléctrica directa que fluye por unidad de área de superficie de un electrodo, expresada usualmente en miliampere por unidad de área.

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6.9 Ducto ascendente: Tramo de un ducto que conecta la trampa de diablos o tubería de cubierta con la curva de expansión, conforme con la Figura 2 de la NRF-013-PEMEX-2009. 6.10 Duques de atraque: Estructuras relativamente pequeñas para soportar el impacto de un buque durante el proceso de atraque y desatraque. 6.11 Duques de amarre: Estructuras libres que están inmediatamente adyacentes a la plataforma de un muelle, utilizadas para proteger a la estructura principal de daños causados durante las operaciones de atraque absorbiendo parte del impacto causado por el buque que llega al muelle. 6.12 Electrodo: Conductor que se utiliza para establecer contacto con un electrolito y a través del cual la corriente se conduce hacia o desde dicho electrolito. 6.13 ...